JPH07128607A - 光ビーム偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射面の端部に光学的に使用しない未使用部
分を設けたプラスチック製の回転多面鏡を使用したもの
でありながら、回転多面鏡の大型化を抑制し、高画質の
維持を可能とした光ビーム偏向装置を提供することを目
的とする。 【構成】 回転多面鏡としてプラスチック成形により形
成されたものを用いるとともに、当該回転多面鏡の反射
面の少なくとも一方の端部に、光ビームの反射偏向に使
用しない未使用部分を設け、しかも当該反射面の未使用
部分は、反射面に照射される光ビームの大きさが大きく
なる端部側を、常にもう一方の端部側に比べて小さくな
るように設定するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザープリンタや
デジタル複写機等の画像記録装置に用いられる光ビーム
偏向装置に関し、特に、光ビームを偏向させるために回
転多面鏡を使用した光ビーム偏向装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザープリンタやデジタル複
写機等の画像記録装置に用いられる光ビーム偏向装置と
しては、光源から出射され結像光学系によって整形され
た光ビームを、高速で回転する回転多面鏡によって反射
偏向するように構成したものがある。この回転多面鏡
は、高さの低い正多角柱形状に形成された柱状部材から
なり、その回転軸に平行な複数の側面をすべて反射面と
したものである。

【０００３】図１５は従来の光ビーム偏向装置を適用し
た走査光学系を示す概念図である。図において、レーザ
ー光源１００から出射された光ビームＬＢは、第１の結
像光学系１０１を介して回転多面鏡１０２に入射され
る。この回転多面鏡１０２に入射した光ビームＬＢは、
その回転軸１０３に平行な反射面１０４によって反射さ
れるとともに、回転多面鏡１０２の回転に伴って偏向さ
れ、この回転多面鏡１０２によって偏向される反射光ビ
ームＬＢ’の軌跡は、一定の走査面を形成する。上記回
転多面鏡１０２によって偏向される反射光ビームの軌跡
が、その回転軸１０３に垂直な平面（以下、この面を
「主走査平面」という）となり、かつ反射光ビームＬ
Ｂ’の軌跡が直線となるためには、回転多面鏡１０２に
入射する光ビームＬＢもまた上記主走査平面内にあるこ
とが必要となる。

【０００４】そして、上記回転多面鏡１０２の反射面１
０３により反射された光ビームＬＢ’は、ｆ・θレンズ
等からなる第２の結像光学系１０５により被走査媒体１
０６の表面にスポット結像されるとともに、回転多面鏡
１０２の回転に伴って被走査媒体１０６の主走査方向に
沿って走査される。その際、上記回転多面鏡１０２によ
って偏向される光ビームＬＢ’は、第２の結像光学系１
０５の光軸を中心にして偏向角±θ°の範囲に渡って走
査されるようになっている。ここで、上記ｆ・θレンズ
１０５は、既知のように、主走査方向の平面内での焦点
距離をｆ、偏向角をθ、像高をｙとしたときに、ｙ＝ｆ
・θなる特性をもつレンズである。

【０００５】図１６は上記回転多面鏡によって反射偏向
される光ビームの状態を示すものである。

【０００６】ところで、この回転多面鏡１０２によって
偏向される反射光ビームＬＢ’の軌跡が、上述したよう
に、その回転軸１０３に垂直な主走査平面となり、かつ
反射光ビームＬＢ’の軌跡が直線となるためには、回転
多面鏡１０２に入射する光ビームＬＢも主走査平面内に
あることが必要となる。そのため、入射光ビームＬＢ
は、図１６に示すように、回転多面鏡１０２によって反
射偏向される光ビームＬＢ’の偏向範囲±θ°の外側か
ら回転多面鏡１０２に入射する構成となる。

【０００７】図１６において、Ｘ軸は偏向角θ＝０°の
反射光ビームＬＢ’を示しており、このＸ軸は、一般に
ｆ・θレンズ等からなる第２の結像光学系１０５の光軸
と一致する。また、Ｙ軸はＸ軸と直交するようにとられ
た座標軸であり（以下、他の図においてもＸ−Ｙ座標は
同様にとるものとする）、原点Ｏは偏向角θ＝０°の反
射光ビームＬＢ’と反射面１０４の交点であって、入射
光ビームＬＢは、原点Ｏへ向けて入射する。そして、こ
の入射光ビームＬＢは、回転多面鏡１０２の反射面１０
４により反射されるとともに、回転多面鏡１０２の回転
に伴って偏向されて、前述したように被走査媒体１０６
の走査開始端へ到る偏向角−θの反射光ビームから被走
査媒体１０６の走査終了端へ到る偏向角＋θの反射光ビ
ームＬＢ’まで、Ｘ軸に対して±θ°の偏向角の範囲を
走査するようになっている。従って、入射光ビームＬＢ
がＸ軸となす角度ｗと偏向角θとの間には、 ｜ｗ｜＞｜θ｜ （１） なる関係が成り立つ。

【０００８】このように、上記回転多面鏡１０２は、回
転に伴う反射面１０４の移動によって光ビームＬＢを±
θ°の偏向角の範囲に渡って反射偏向するものである
が、回転軸１０３と反射点が一致しないため、光ビーム
ＬＢの反射面１０４への入射点は、回転多面鏡１０２の
回転に伴って変動する。そのため、被走査媒体１０６の
走査開始端へ到る偏向角−θの反射光ビームＬＢ’と被
走査媒体１０６の走査終了端へ到る偏向角＋θの反射光
ビームＬＢ’の反射状態は、Ｘ軸に対し対称とはならな
い。この偏向角−θの反射光ビームと偏向角＋θの反射
光ビームＬＢ’の反射状態が対称とならない理由を、被
走査媒体１０６の走査開始端へ到る偏向角−θの反射光
ビームＬＢ’の反射状態を示した図１７（ａ）と、被走
査媒体１０６の走査終了端へ到る偏向角＋θの反射光ビ
ームＬＢ’の反射状態を示した図１７（ｂ）を用いて詳
細に説明する。

【０００９】図１７において、入射光ビームは一定の太
さを有する平行光束として表されており、回転多面鏡１
０２の回転軸１０３は図１６に示すように原点Ｏを通り
Ｘ軸とｗ／２の角度をなす直線上にあり、偏向角θが０
°のときに反射面１０４の中心Ｃが座標軸Ｘ−Ｙの原点
Ｏに一致するものとする。また、図１７（ａ）（ｂ）に
示すように、回転多面鏡１０２の反射面１０４の中心Ｃ
と原点Ｏが一致する状態では、回転軸１０３から入射光
ビームＬＢの主光線と反射面の交点Ｏまでの距離は、回
転多面鏡１０２の内接半径Ｒと等しくなる。なお、図１
７（ａ）と図１７（ｂ）は、図１６に示す状態を中心に
して回転多面鏡の回転角の大きさ（θ／２）が等しく、
向きが反対の場合をそれぞれ示している。

【００１０】図１７（ａ）と図１７（ｂ）を比較する
と、回転多面鏡１０２の回転角の大きさ（θ／２）が互
いに等しいにもかかわらず、被走査媒体１０６の走査終
了端へ到る偏向角＋θの反射光ビームＬＢ’では、入射
光ビームＬＢの一部が反射面１０４から外れる所謂”け
られ”が発生しているのに対し、被走査媒体１０６の走
査開始端へ到る偏向角−θの反射光ビームＬＢ’では、
反射面１０４に余裕があり、反射光ビームＬＢ’の偏向
方向によって反射面１０４の利用効率に差があることが
わかる。

【００１１】この回転多面鏡１０２の反射面１０４にお
ける利用効率の差は、以下の２つの理由により発生す
る。まず、第１に、図１７において、光ビームの反射点
をそれぞれＡ、Ｂとし、回転多面鏡１０２の反射面１０
４の中心をＣ、回転軸をＤとすると、回転多面鏡１０２
の回転によって反射点が反射面１０４の中心Ｃから離れ
た位置では、回転軸１０３から反射点Ａ、Ｂまでの距離
ＤＡ、ＤＢが、回転多面鏡１０２の内接半径Ｒよりも大
きくなる。このとき、入射光ビームＬＢは常にＹ座標の
マイナス側に存在するので、原点Ｏが反射面１０４の中
心Ｃを通過するまでは、図１７（ａ）に示すように、反
射面の中心Ｃから反射点Ａまでの距離ＣＡが、反射面１
０４の中心Ｃから原点Ｏまでの距離ＣＯよりも短い。こ
れに対し、原点Ｏが反射面１０４の中心Ｃを通過した後
は、図１７（ｂ）に示すように、反射面１０４の中心Ｃ
から反射点Ｂまでの距離ＣＢが、反射面１０４の中心Ｃ
から原点Ｏまでの距離ＣＯよりも長くなる。従って、回
転多面鏡１０２の反射面１０４の中心Ｃからの回転角の
大きさ（θ／２）が等しく、その方向が反対の場合に
は、反射面１０４の中心Ｃから反射点Ａまでの距離ＣＡ
と、反射面１０４の中心Ｃから反射点Ｂまでの距離ＣＢ
との間に、 ＣＡ＜ＣＢ （２） なる関係がある。そのため、被走査媒体１０６の走査終
了端へ到る偏向角＋θの反射光ビームＬＢ’の方が、回
転多面鏡１０２の反射面１０４から外れ易い。

【００１２】また、第２に、入射光ビームＬＢの反射面
１０４への入射角は、入射光ビームＬＢと反射光ビーム
ＬＢ’のなす角度が増すに従って大きくなるので、反射
面１０４上に投影される光ビームＬＢの幅もこれに伴っ
て大きくなる。そのため、被走査媒体１０６の走査終了
端へ到る偏向角＋θの反射光ビームＬＢ’の方が、回転
多面鏡１０２の反射面１０４から外れ易い。

【００１３】以上述べた理由により、入射光ビームＬＢ
となす角度が偏向角θ＝０°より大きくなる偏向方向で
は、反射面１０４上に投影された光ビームＬＢが大きく
なる効果と反射点が反射面１０４の中心から遠ざかる効
果が重なり、光ビームＬＢのけられが発生する。

【００１４】このように、被走査媒体１０６の走査終了
端へ到る偏向角＋θの反射光ビームＬＢ’において光ビ
ームＬＢのけられが発生すると、その分だけ被走査媒体
１０６上に走査される光ビームＬＢの光量が低下し、被
走査媒体１０６上に記録される画像の濃度が低下すると
いう問題点が生じる。

【００１５】そこで、かかる光ビームＬＢのけられに伴
う被走査媒体１０６上に走査される光ビームＬＢ’の光
量低下という問題を解決するためには、図１８に示すよ
うに、回転多面鏡１０２の回転軸１０３を被走査媒体１
０６の走査終了端へ到る偏向角＋θの反射光ビーム側へ
Δｌだけ移動することにより、回転多面鏡１０２の反射
面１０４によって被走査媒体１０６の走査終了端へ到る
偏向角＋θの反射光ビームＬＢ’に”けられ”が発生す
るのを防止し、回転多面鏡１０２を必要以上に大型化さ
せずに反射面１０４を有効に利用することが考えられ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如く回
転多面鏡１０２の回転軸１０３を図１８に示すように被
走査媒体１０６の走査終了端へ到る偏向角＋θの反射光
ビームＬＢ’側へΔｌだけ移動するように構成した場合
には、次のような問題点が新たに生じる。すなわち、上
記光ビーム偏向装置の場合には、最近、低コスト化を目
的として、回転多面鏡１０２を従来のようにアルミニウ
ム等の金属により製造するのではなく、プラスチック成
形により製造することが提案されており、実際に実施さ
れてきてもいる。

【００１７】ところで、このように回転多面鏡１０２を
プラスチック成形により製造した場合には、図１９に破
線で示したエッジ部の精度を出すことが困難であるとい
う問題点がある。この回転多面鏡１０２のエッジ部の精
度を向上するには、プラスチック成形用の金型内におけ
る樹脂の挙動を細かく制御するとともに、成形時間を十
分にとり徐々に冷却することが考えられるが、こうした
場合には、プラスチック成形用の金型として特殊なもの
を使用する必要等があるため、設備費や加工費等が増加
するためコストアップを招き、回転多面鏡１０２をプラ
スチック成形により製造するという低コスト化の目的と
相反することとなる。

【００１８】そこで、上記回転多面鏡１０２をプラスチ
ック成形により製造する際の設備費や加工費等の増加に
伴うコストアップを防止するためには、図１９に示すよ
うに、精度の出しにくいエッジ部を使用せず、エッジ部
以外の限定した範囲を光学的な使用範囲とすることが考
えられる。

【００１９】ところが、回転多面鏡１０２は、図１６に
示すように、正多角形状に形成されているため、内接半
径Ｒと反射面１０４の大きさは一意的に決まり、反射面
１０４に未使用部分を設けると、前述したように回転軸
１０３の移動により反射面１０４のほぼ全域を使用する
回転多面鏡１０２に比べて、回転多面鏡１０２が大型化
するという問題点が新たに生じる。例えば、反射面１０
４の数が６面で、直径が４０ｍｍの回転多面鏡１０２を
基準とした場合には、反射面１０４の未使用部分を両端
に２ｍｍずつ設けると、回転多面鏡１０２の直径は約７
ｍｍ大きくなり、同じく反射面１０４の未使用部分を両
端に３ｍｍずつ設けると、回転多面鏡１０２の直径は約
１０ｍｍ以上大きくなる。そのため、反射面１０４に未
使用部分を設けることによる回転多面鏡１０２の直径の
増大は顕著なものであり、装置の大型化を招くという問
題点がある。

【００２０】このように、回転多面鏡１０２の直径が大
きくなると、回転多面鏡１０２そのもの及び光ビーム偏
向装置の大型化を招くばかりか、このような光ビーム偏
向装置を用いたレーザープリンタ等の結像特性を損なう
という問題点をも生じる。すなわち、回転多面鏡１０２
を用いた光ビーム偏向装置に最大偏向角θよりも大きな
角度ｗをもって光ビームＬＢを入射させた場合には、図
１７（ａ）、図１７（ｂ）に示すように、回転多面鏡１
０２の回転に伴う原点からの反射点の移動が起こり、こ
の移動量は、回転多面鏡１０２が大きくなるに従って増
加する。この反射点の移動は、ｆ・θレンズ等の結像レ
ンズ１０５側から見ると、入射瞳の移動、つまり、物点
が偏向角θに伴って光軸上を前後に移動することに等し
く、被走査媒体上の像面湾曲を大きくする要因となる。
この結果、被走査媒体１０６上の結像スポットの大きさ
が不均一となり、高画質の維持が困難となるという問題
点を新たに生じる。

【００２１】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、反射面の端部に光学的に使用しない未使用部分
を設けたプラスチック製の回転多面鏡を使用したもので
ありながら、回転多面鏡の大型化を抑制し、高画質の維
持を可能とした光ビーム偏向装置を提供することにあ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光ビーム
偏向装置は、駆動モータによって等角速度で回転駆動さ
れる回転多面鏡を備え、この回転多面鏡の反射面に光ビ
ームを照射するとともに、当該回転多面鏡の反射面に照
射される光ビームを、回転多面鏡の回転に伴って反射偏
向する光ビーム偏向装置において、上記回転多面鏡とし
てプラスチック成形により形成されたものを用いるとと
もに、当該回転多面鏡の反射面の少なくとも一方の端部
に、光ビームの反射偏向に使用しない未使用部分を設
け、しかも当該反射面の未使用部分は、反射面に照射さ
れる光ビームの大きさが大きくなる端部側を、常にもう
一方の端部側に比べて小さくなるように設定するように
構成されている。

【００２３】上記回転多面鏡の反射面には、上述したよ
うに、その少なくとも一方の端部に、光ビームの反射偏
向に使用しない未使用部分が設られるが、好ましくは反
射面両方の端部に未使用部分が設られる。

【００２４】

【作用】この発明に係る光ビーム偏向装置においては、
回転多面鏡としてプラスチック成形により形成されたも
のを用いるとともに、当該回転多面鏡の反射面の少なく
とも一方の端部に、光ビームの反射偏向に使用しない未
使用部分を設け、しかも当該反射面の未使用部分は、反
射面に照射される光ビームの大きさが大きくなる端部側
を、常にもう一方の端部側に比べて小さくなるように設
定するように構成されているので、回転多面鏡としてプ
ラスチック成形により形成したものを用い、回転多面鏡
のエッジ部分に加工精度の低い部分が存在する場合で
も、この加工精度の低い反射面の端部によって反射され
る光ビームのうち、光ビームが小さい反射面の端部側の
未使用部分を大きく設定し、逆に、光ビームが大きい反
射面の端部側の未使用部分を小さく設定したので、回転
多面鏡の大型化を防止しつつ、加工精度の低い反射面の
端部によって光ビームが劣化するのを防止することがで
き、高画質の維持が可能な光ビーム偏向装置を提供する
ことができる。

【００２５】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００２６】図２はこの発明に係る光ビーム偏向装置を
適用した走査光学系の一実施例を示すものである。ここ
で、光ビームの偏向が行われる方向を主走査方向とし、
この主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。

【００２７】この走査光学系は、レーザービームＬＢを
出射するレーザー光源１と、このレーザー光源１から出
射されたレーザービームＬＢを、後述する回転多面鏡３
に結像させるための第１の結像光学系２と、この第１の
結像光学系２によって結像されるレーザービームＬＢを
反射する複数の反射面３ａを有する回転多面鏡３と、ｆ
・θレンズ４と副走査方向にのみ屈折力を持つシリンド
リカルミラー５からなる第２の結像光学系と、被走査媒
体としての感光体ドラム６とから構成されている。そし
て、この走査光学系を使用したレーザープリンタは、感
光体ドラム６上に画像データに応じた画像を走査露光し
て静電潜像を形成し、この静電潜像を公知の電子写真プ
ロセスによって顕画像化して、この顕画像を転写用紙上
に転写定着することにより、画像の記録を行なうもので
ある。

【００２８】ここで、上記ｆ・θレンズ４は、主走査方
向の平面内での焦点距離をｆ、偏向角をθ、像高をｙと
したときに、ｙ＝ｆ・θなる特性をもつレンズである。
また、このｆ・θレンズ４とシリンドリカルミラー５か
らなる第２の結像光学系は、各反射面３ａの回転軸３ｂ
に対する角度の差、いわゆる面倒れによって、被走査媒
体６の副走査方向に発生するピッチむらを補正するため
のものであり、回転多面鏡３の反射面３ａと被走査媒体
６の表面が副走査平面内でほぼ共役な関係となってい
る。

【００２９】上記レーザープリンタに適用される光ビー
ム偏向装置は、図３に示すように、複数の反射面３ａを
有する回転多面鏡３と、この回転多面鏡３を等角速度で
高速に回転駆動するためのスキャナモータ９で構成され
ている。この光ビーム偏向装置は、レーザー光源１から
出射され第１の結像光学２によって回転多面鏡３の反射
面３ａに結像されるレーザービームＬＢを、スキャナモ
ータ９により等角速度で回転駆動される回転多面鏡３の
反射面３ａによって反射偏向するものである。

【００３０】また、上記回転多面鏡３の反射面３ａによ
り反射された光ビームＬＢ’は、図２に示すように、ｆ
・θレンズ４等からなる第２の結像光学系により被走査
媒体６の表面にスポット結像されるとともに、回転多面
鏡３の回転に伴って被走査媒体６の主走査方向に沿って
偏向走査される。この回転多面鏡３によって偏向される
光ビームＬＢ’は、図３に示すように、第２の結像光学
系の光軸８（Ｘ軸）を中心にして偏向角±θ°の範囲に
渡って走査されるようになっている。

【００３１】その際、上記回転多面鏡３によって偏向さ
れる反射光ビームＬＢの軌跡が、その回転軸３ｂに垂直
な平面（以下、この面を「主走査平面」という）とな
り、かつ反射光ビームＬＢ’の軌跡が直線となるために
は、前述したように、回転多面鏡３に入射する光ビーム
ＬＢもまた上記主走査平面内にあることが必要となる。
そのため、上記回転多面鏡３の反射面３ａに入射するレ
ーザービームＬＢは、第２の結像光学系の光軸８に対
し、反射光ビームＬＢ’の最大偏向角θより大きな角度
ｗをなして、回転多面鏡３の反射面３ａに入射するよう
に、レーザー光源１と第１の結像光学系２が配置されて
いる。

【００３２】さらに、上記回転多面鏡３としては、ポリ
カーボネート（ＰＣ）等のプラスチックによって高さの
低い正六角柱状に成形されたものに反射膜をコーテイン
グしたものが用いられており、この回転多面鏡３の反射
面３ａは、図４に示すように、回転軸３ｂに平行となっ
ている。また、上記回転多面鏡３には、当該回転多面鏡
３を回転駆動するためのスキャナーモータ９と締結する
ための貫通穴１０が中央に穿設されている。そして、こ
の回転多面鏡３は、図２に示すように、第１の結像光学
系２の光軸７と第２の結像光学系の光軸８を含む主走査
平面に対し、回転軸３ｂが直交するような状態で配置さ
れている。

【００３３】ところで、このように回転多面鏡３として
プラスチック成形により製造したものを用いた場合に
は、回転多面鏡３のエッジ部分の加工精度を上げるのが
困難であり、回転多面鏡３の反射面３ａの端部における
反射状態が必然的に低下せざるを得ない。

【００３４】そこで、この実施例では、回転多面鏡３を
大きくせず、かつその反射面３ａの端部における反射状
態の低下が悪影響を及ぼすのを可能な限り防止するた
め、上記回転多面鏡３の回転軸３ｂを、図１に示すよう
に、入射光ビームＬＢと偏向角０°のときの反射光ビー
ムＬＢ’（Ｘ軸）とが成す角度ｗの２等分線を延長した
線分ｇｇ’に対して、当該線分ｇｇ’に直交する方向で
あって入射ビームＬＢ側にΔｌだけ移動した位置３ｂ’
に配置することにより、回転多面鏡３の反射面３ａの少
なくとも一端に光学的に使用しない未使用部分３ｃ、３
ｄを設けるように構成されている。しかも、この反射面
３ａの未使用部分３ｃ、３ｄの大きさは、当該反射面３
ａ上に投影される入射光ビームＬＢの大きさが回転多面
鏡３の回転に伴って大きくなる端部側３ｃが、他端側３
ｄに比べて小さくなるように設定されている。

【００３５】すなわち、上記回転多面鏡３の反射面３ａ
上に投影される入射光ビームＬＢの大きさや位置は、図
５に示すように、当該回転多面鏡３の回転に伴って変化
するものであり、入射光ビームＬＢを反射偏向する反射
面３ａの利用状態は、回転多面鏡３の回転に伴って変化
する。そのため、本発明者は、上記回転多面鏡３の反射
面３ａの端部に光学的に使用しない未使用部分を設けた
場合でも、回転多面鏡３の反射面３ａによって光ビーム
ＬＢを良好な状態で反射偏向することができる条件を明
らかにするため、次に示すような種々の検討を行った。

【００３６】まず、上記回転多面鏡３の反射面３ａに投
影される入射光ビームＬＢの大きさが、回転多面鏡３の
回転に伴ってどのように変化するかについて検討した結
果を説明する。

【００３７】図６は入射光ビームＬＢの主走査平面内に
おける直径ＢＳｉと、反射面３ａに投影された光ビーム
ＬＢの主走査平面内における直径（反射面３ａへの光ビ
ームＬＢの投影形状は楕円形となるため、その長軸を意
味する）ＢＳｆの比「ＢＳｆ／ＢＳｉ」が、偏向角θに
対して変化する様子を、光ビームＬＢの入射方向（角度
ｗ）を−６０°、−７５°、−９０°に変えて示したも
のである。この図６は、入射光ビームＬＢの主走査平面
内における直径ＢＳｉと、反射面３ａに投影された光ビ
ームＬＢの主走査平面内における直径ＢＳｆの比「ＢＳ
ｆ／ＢＳｉ」を用いているので、入射光ビームＬＢが任
意の大きさの場合に適用できるものである。また、入射
光ビームＬＢと反射面３ａの法線のなす角度である入射
角ｉは、回転多面鏡３の大きさや面数に依存することな
く、偏向角θのみによって一意的に決まるので、回転多
面鏡３の大きさや面数も任意の場合に適用できる。つま
り、光ビームＬＢの偏向範囲±θ°の外側から光ビーム
ＬＢを入射する場合に、入射光ビームＬＢと反射面３ａ
に投影される光ビームＬＢの大きさの比「ＢＳｆ／ＢＳ
ｉ」は、光ビームＬＢが入射する方向（角度ｗ）と偏向
角θのみによって決まるものである。また、この関係
は、前述した回転多面鏡３の回転軸３ａの位置にも影響
されないものである。なお、ここでは、偏向角θの範囲
を小型レーザープリンタ等で一般に用いられる程度の大
きさとして、θ＝４５°に設定した。

【００３８】図６から明らかなように、入射光ビームＬ
Ｂに対して反射光ビームＬＢ’のなす角度が大きくな
る、すなわち偏向角θが−４５°から＋４５°へ向けて
大きくなるに従って、入射光ビームＬＢと反射面３ａに
投影される光ビームＬＢの大きさの比「ＢＳｆ／ＢＳ
ｉ」が急速に大きくなる、すなわち入射光ビームＬＢの
大きさは変化しないため、投影された光ビームＬＢの大
きさが急速に大きくなることがわかる。また、入射光ビ
ームＬＢがＸ軸に対してなす角度ｗの大きさが増すと、
この傾向はより顕著となり、｜ｗ｜＝９０°では、反射
面３ａ上の光ビームＬＢの大きさに最大２．５程度の差
が生ずることがわかる。

【００３９】このように、光ビームＬＢの偏向角θが大
きくなるに従って、入射光ビームＬＢの主走査平面内に
おける直径ＢＳｉと、反射面３ａに投影された光ビーム
ＬＢの主走査平面内における直径ＢＳｆの比「ＢＳｆ／
ＢＳｉ」が急速に大きくなり、回転多面鏡３の反射面３
ａに投影される光ビームＬＢの大きさが急速に大きくな
るため、光ビームＬＢの偏向角θが大きくなるに従っ
て、光ビームＬＢを反射するために使用される回転多面
鏡３の反射面３ａの面積が大きくなることがわかる。

【００４０】次に、回転多面鏡３の反射面３ａの中心Ｃ
から反射点までの距離が、回転多面鏡３の大きさ（内接
半径Ｒ）及び光ビームＬＢの入射方向（角度ｗ）により
どのように変化するかについて説明する。図７は光ビー
ムＬＢの偏向角θに応じて回転多面鏡３の反射面３ａの
中心Ｃから反射点Ａ、Ｂまでの距離が変化する様子を、
回転多面鏡３の大きさ（半径Ｒ）及び光ビームＬＢの入
射方向（角度ｗ）を異ならせて検討した結果を示すもの
である。図７において、符号の取扱は、反射面３ａの中
心Ｃおよび反射点Ａ、Ｂの座標をＹ軸に投影したとき、
反射面３ａの中心Ｃよりも反射点Ａ、ＢのＹ座標の方が
大きい場合を正としている。また、回転多面鏡３の回転
軸３ａは、入射光ビームＬＢと偏向角０°の反射光ビー
ムＬＢ’がなす角度ｗの２等分線の延長上に来るように
設定されている。

【００４１】この図７から明らかなように、回転多面鏡
３の反射点Ｃの中心から反射点Ａ、Ｂまでの距離は、偏
向角θの大きさが等しい場合、反射面３ａへの入射角ｉ
が大きくなるθ＞０の偏向方向における距離ＣＢがθ＜
０の偏向方向における距離ＣＡに比べて長くなることが
わかる。この傾向は、入射光ビームＬＢの入射角度｜ｗ
｜が大きいほど顕著になり、下向きへの傾斜が急激に大
きくなることがわかる。また、回転多面鏡３が大きくな
る即ち内接半径Ｒが大きくなるほど、偏向角θによる反
射点Ａ、Ｂまでの距離ＣＡ、ＣＢの差が大きくなること
がわかる。

【００４２】更に、図８は、上記回転多面鏡３の反射面
３ａの中心Ｃから反射点Ａ、Ｂまでの距離ＣＡ、ＣＢ
を、偏向方向が反対で偏向角θの大きさが等しい光ビー
ムＬＢ間の差（ＣＢ−ＣＡ）で表した結果を示すもので
ある。横軸は偏向角θの絶対値｜θ｜、縦軸は偏向方向
が反対で偏向角θの大きさが等しい光ビームＬＢ間の差
（ＣＢ−ＣＡ）を回転多面鏡３の内接半径Ｒで割ること
により無次元化した値である（ＣＡ、ＣＢは図 の定
義に従う）。

【００４３】この図８から明らかなように、光ビームＬ
Ｂの偏向方向による反射面３ａの利用効率の差を示す
（ＣＢ−ＣＡ）は、偏向角θの絶対値｜θ｜が大きくな
るに従って急激に増加するとともに、偏向角０°の反射
ビームＬＢ’が入射光ビームＬＢに対してなす角度｜ｗ
｜が大きくなると増加することがわかる。また、図８で
は、偏向方向が反対で偏向角θの大きさが等しい光ビー
ムＬＢ間の差（ＣＢ−ＣＡ）を回転多面鏡３の内接半径
Ｒで割った値を示しているため、偏向方向が反対で偏向
角θの大きさが等しい光ビームＬＢ間の差（ＣＢ−Ｃ
Ａ）の絶対量は、回転多面鏡３の内接半径Ｒに比例し、
回転多面鏡３の内接半径Ｒが大きくなるに応じて増加す
ることがわかる。

【００４４】次に、以上の検討結果を踏まえて、具体的
な光ビームＬＢの大きさを考慮した場合について説明す
る。平行光ビームＬＢを回転多面鏡３に入射する場合、
被走査媒体６面上における第２の結像光学系の光軸８か
ら走査スポットの結像位置までの距離をＹ、偏向角をθ
としたとき、 Ｙ＝ｆ・θ （３） の関係が成り立つと、被走査媒体６上の走査スポットは
等速で偏向走査される。ここにｆは第２の結像光学系の
一部を構成するｆ・θレンズ４の焦点距離を示すもので
ある。また、被走査媒体６上に集光される光ビームＬ
Ｂ’のスポット径ｄと、ｆ・θレンズ４に入射すべき光
ビームＬＢ’のビーム径ω（光ビームの強度がビーム中
心の強度の１／ｅ² に低下する周縁部の径を指す）の間
には、一般に、 ω＝（４／π）・λ・（ｆ／ｄ） （４） で表される関係が成り立つことが知られている。ここに
λは使用する光ビームＬＢの波長である。

【００４５】いま、レーザープリンタで使用される記録
用紙の大きさをＡ４サイズとすると、被走査媒体６面上
における第２の結像光学系の光軸８から走査スポットの
結像位置までの距離Ｙの最大値は、Ａ４サイズの記録用
紙の長辺の１／２である１０５ｍｍとなり、偏向角θを
±４５°とすると、ｆ・θレンズ４の焦点距離ｆは、
（３）式より、ｆ≒１３４ｍｍと求まる。このとき、光
ビームＬＢの波長λを一般に使用されるレーザービーム
の波長７８０ｎｍとし、被走査媒体上のスポット径ｄを
８０μｍとすると、光ビームＬＢのビーム径ωは、
（４）式より、ω＝１．６６ｍｍと求まる。レーザープ
リンタの光学系において、光ビームＬＢが通過する部分
の有効径はビーム径ωの２倍程度あれば結像特性上支障
がないから、ビーム・トランケーション（光ビームのけ
られ）に対する安全係数ｋを２とし、入射する光ビーム
ＬＢの直径ＢＳｉをω×ｋ＝３．３ｍｍに設定して以下
の説明を行う。

【００４６】図９は、反射面３ａの面数が６面の回転多
面鏡３に、主走査方向の直径が３．３ｍｍ（ｋ＝２）の
光ビームＬＢを入射した場合の偏向角θ＝−４５°及び
＋４５°における反射面３ａ両端のマージン（光ビーム
の端縁から反射面３ａの端部までの長さ）を示すもので
あり、この反射面３ａのマージンが正の場合には、図１
０（ａ）に示すように、光ビームＬＢを反射する反射面
３ａの端部に余裕があることを、負の場合には、図１０
（ｂ）に示すように、光ビームＬＢを反射する反射面３
ａの端部に余裕がなく光ビームＬＢの一部にけられが発
生することを表しており、反射面３ａのマージンが０で
ある場合が、図１０（ｃ）に示すように、光ビームＬＢ
の外径の端部が反射面３ａの端部に一致する場合をそれ
ぞれ示している。なお、この図９において、回転多面鏡
３の回転軸３ｂは、入射光ビームＬＢと偏向角０°の反
射光ビームＬＢ’がなす角度ｗの２等分線の延長上に来
るように設定されており、回転軸３ｂの移動は行ってい
ない。

【００４７】この図９から明らかなように、偏向角θ＝
−４５°では、図示した全ての条件で反射面３ａに余裕
があることがわかる。また、光ビームＬＢの入射方向
（角度｜ｗ｜）が６０°、７５°、９０°と変化して
も、反射面３ａのマージンはほとんど変化せず、光ビー
ムＬＢの入射方向の影響は小さく、回転多面鏡３の大き
さ（内接半径Ｒ）が増すと｜ｗ｜によらず反射面３ａの
マージンも大きくなることがわかる。

【００４８】一方、偏向角θ＝＋４５°の場合には、回
転多面鏡３の内接半径Ｒが３０ｍｍ、｜ｗ｜＝６０°の
場合にのみ反射面３ａのマージンが正であって光ビーム
ＬＢのけられが生じないことがわかる。つまり、回転多
面鏡３の回転軸３ｂの移動を行わない場合、光ビームＬ
Ｂのけられが生じるのを防止するためには、回転多面鏡
３の内接半径Ｒが３０ｍｍ、つまり直径６０ｍｍの回転
多面鏡３が必要となり、回転多面鏡３が大型なものとな
ることがわかる。また、光ビームＬＢの入射方向を示す
角度｜ｗ｜が大きくなると、反射面３ａのマージンが大
幅に減少して急速に光ビームＬＢのけられが大きくなる
ことがわかる。これは図６に示した反射面３ａ上の光ビ
ームＬＢの大きさ、図８に示した反射面３ａの中心Ｃか
ら反射点Ａ、Ｂまでの距離（ＣＢ−ＣＡ）／Ｒの変化が
影響した結果である。ここで特徴的なことは、偏向角θ
＝＋４５°の場合には回転多面鏡３の大型化による光ビ
ームのけられ減少効果が、θ＝−４５°の場合にくらべ
小さく、｜ｗ｜＝９０°ではほとんど効果がないことで
ある。すなわち、偏向角θ＝−４５°の場合には、回転
多面鏡３の内接半径ＲがＲ＝２０、Ｒ＝２５、Ｒ＝３０
と大きくなり、回転多面鏡３が大型化するに従って反射
面３ａのマージンがそれに伴って増加し、光ビームＬＢ
のけられ減少効果が顕著に現れるのに対して、偏向角θ
＝＋４５°の場合には、回転多面鏡３の内接半径ＲがＲ
＝２０、Ｒ＝２５、Ｒ＝３０と大きくなり、回転多面鏡
３を大型化しても、反射面３ａのマージンがそれに伴っ
て増加する量はわずかであり、光ビームＬＢのけられ減
少効果が小さく、｜ｗ｜＝９０°の場合には、回転多面
鏡３の内接半径Ｒが大きくなっても反射面３ａのマージ
ンがほとんど変化せず、光ビームＬＢのけられ減少効果
がほとんどないことである。

【００４９】次に、偏向角θ＝＋４５°の場合には、回
転多面鏡３を大型化しても、反射面３ａのマージンがそ
れに伴って増加する量はわずかであり、｜ｗ｜＝９０°
の場合には、回転多面鏡３の内接半径Ｒが大きくなって
も反射面３ａのマージンがほとんど変化しない理由を、
図１１により説明する。

【００５０】図１１（ａ）は角度｜ｗ｜＝９０°の場合
の回転多面鏡３の反射部分を示す拡大図、図１１（ｂ）
は角度｜ｗ｜＝６０°の場合の回転多面鏡３の反射部分
を示す拡大図であり、光ビームＬＢの偏向角度はθ＝＋
４５°に設定されている。この図から明らかなように、
角度｜ｗ｜が大きくなると、（１）偏向角θ＝＋４５°
の場合には、回転多面鏡３の反射面３ａに投影される光
ビームＬＢの大きさが、図６から明らかなように、偏向
角θが小さい場合に比べて大きいので、回転多面鏡３の
内接半径Ｒを大きくして反射面３ａを延長した効果が比
率的に小さくなり、（２）回転多面鏡３の内接半径Ｒが
大きくなると、反射面３ａが外側へ繰り出すことにより
反射面３ａの延長の効果を打ち消してしまうことがわか
る。これらの理由のうち、（１）が偏向角θ＝−４５°
に較べて偏向角θ＝＋４５°の場合に回転多面鏡３の大
型化の効果が小さい原因であり、この理由（１）に理由
（２）が上乗せされることが｜ｗ｜＝９０°で回転多面
鏡３の大型化の効果が、反射面３ａのマージンの増加に
現れない原因である。

【００５１】このように、図６から図１１にわたって詳
細に検討してきたように、回転多面鏡３の反射面３ａの
利用状態は、回転多面鏡３の回転状態によって異なり、
特に、反射面３ａ上に投影される入射光ビームＬＢの大
きさが回転多面鏡３の回転に伴って大きくなる側の端
部、つまり偏向角θが＋４５°となる端部と、他端部、
つまり偏向角θが−４５°となる端部とでは、回転多面
鏡３の反射状態が大きく変化することがわかる。そし
て、上記回転多面鏡３の反射面３ａ上に投影される入射
光ビームＬＢの大きさが回転多面鏡３の回転に伴って大
きくなる側の端部、つまり偏向角θが＋４５°となる端
部では、図９に示すように、反射面３ａのマージンが殆
どすべてマイナスであり、同端部においては、光ビーム
ＬＢの”けられ”が発生することがわかる。

【００５２】そこで、この実施例では、回転多面鏡３の
回転軸３ｂを移動させることにより、光ビームの”けら
れ”が発生する端部側の反射面３ａのマージンを増や
し、光ビームの”けられ”が発生するのを防止するよう
に構成されている。

【００５３】ここで、回転多面鏡３の反射面３ａにおい
て光ビームの”けられ”が発生するのを防止するため、
回転多面鏡３の反射面３ａにおける光学的な未使用部分
について回転軸３ｂの移動と合わせて本発明者が検討し
た結果について説明する。図１２は、回転多面鏡３の回
転軸３ｂの移動量｜Δｌ｜と反射面３ａ部分のマージン
の関係を示した図であり、図１２（ａ）は回転多面鏡３
の内接曲率半径が２０ｍｍの場合、図１２（ｂ）は回転
多面鏡３の内接曲率半径が２５ｍｍの場合である。回転
多面鏡３の回転軸３ｂの移動方向は、図１に示すよう
に、入射光ビームＬＢと偏向角０°のときの反射光ビー
ムＬＢ’（Ｘ軸）とが成す角度ｗの２等分線を延長した
線分ｇｇ’に対して、当該線分ｇｇ’に直交する方向で
あって光ビームＬＢが入射する側に設定されており、符
号は移動方向をＹ軸に投影したときマイナス方向へ向か
う場合をマイナスとするが、本明細書に示した実施例で
は、光ビームＬＢをすべてＹ軸に投影した状態でマイナ
ス側から入射する配置としているので、反射面３ａの利
用効率を上げるために回転軸３ｂを移動すべき方向もす
べてマイナス方向となるので図 の横軸は移動量の大き
さ｜Δｌ｜で示してある。また、低コスト化を目的とす
るプラスチック成形による回転多面鏡３を用いる場合に
は、前述したように、成形精度を十分考慮した使用の仕
方をする必要があり、光学的に使用する有効面範囲を反
射面３ａの寸法より小さくし、精度を得にくい反射面３
ａの端部に未使用部分を設けることが望ましい。

【００５４】図１２（ａ）を参照すると、内接円半径Ｒ
が２０ｍｍの回転多面鏡３に３．３ｍｍ（ｋ＝２）の光
ビームＬＢを入射する場合、回転軸３ｂを移動すること
により反射面３ａの両端に均等に確保できる未使用部分
の大きさ（マージン）は１ｍｍ前後であることがわか
り、光ビームＬＢの入射角度｜ｗ｜が大きい場合は、回
転軸３ｂの移動量を大きくする必要があることがわか
る。また、プラスチック成形品からなる回転多面鏡３に
必要な未使用範囲の大きさ、すなわち反射面３ａのマー
ジンを２ｍｍ程度とすると、図１２（ｂ）に示したよう
に、内接半径Ｒ＝２５ｍｍ（直径５０ｍｍ）の回転多面
鏡３が必要となり、回転多面鏡３の大型化が要求される
ことがわかる。また、光ビームＬＢの入射方向は、｜ｗ
｜＝６０°でのみ反射面３ａのマージンを２ｍｍ程度と
するという条件を満たすことができ、光ビームＬＢの入
射方向を選択できずレイアウト設計の自由度が奪われる
ことになる。さらに、光ビームＬＢの入射角度｜ｗ｜＝
９０°では、回転多面鏡３の内接半径Ｒを３０ｍｍまで
大きくしても未使用範囲２ｍｍを確保できない。

【００５５】さらに、回転多面鏡３の反射面３ａ上に投
影された光ビームＬＢのふるまいを詳しく説明する。図
１３（ａ）は入射光ビームＬＢのビーム径がＢＳｉ＝
３．３ｍｍ（ｋ＝２）、光ビームＬＢの入射角度ｗ＝−
７５°、反射面３ａの未使用範囲の大きさ２ｍｍの場合
について、回転多面鏡３の反射面３ａの様子を模式的に
示したものである。ここでは説明を簡単にするため、入
射光ビームＬＢの断面形状は円形であるとするが、入射
光ビームＬＢの断面形状が楕円形状等であっても同様に
適用することができることは勿論である。いま、入射光
ビームＬＢの強度をガウス分布とし、内側の楕円はビー
ム径（中心強度Ｉ₀ の１／ｅ² ）を、外側は当該ビーム
径の２倍（ｋ＝２）の径を表すものである。また、強度
分布がガウス分布で近似できる光ビームＬＢ全体の光量
Ｑとし、ある限られた範囲に含まれる光量をＱ’とする
と、ビーム径（内側の楕円）内ではＱ’＝８６．５％、
ｋ＝２（外側の楕円）まで広げるとＱ’＝９９．９７％
となる。つまり、２つの楕円に挟まれた範囲に含まれる
光量は１３％程度であるから、反射面３ａを有効利用し
回転多面鏡３の大型化を抑制するためには、ビーム・ト
ランケーションに対する安全係数ｋを１とし、反射面３
ａの未使用範囲を図１３（ｂ）に示すような未使用範囲
とすることが考えられる。このとき、回転多面鏡３の反
射面３ａにおける精度が劣る部分を利用する光量の割合
は、１３％より更に小さくなるので実用上許容できる範
囲と考えられる。

【００５６】ところが、金型を用いたプラスチック成形
による回転多面鏡３の長期にわたる繰り返し成形精度
は、従来のアルミニウム製回転多面鏡３の加工精度の安
定性にくらべ劣るので、反射面３ａの両端の精度も長期
の生産の過程では変動すると考えるのが妥当である。そ
こで、反射面３ａの精度の劣る範囲の変動量が反射面３
ａの両端で同じとした場合には、光ビームＬＢが大きい
ほうが走査スポットの劣化に対する影響を受け難い。す
なわち、光ビームＬＢの面積が大きい方が、光ビームＬ
Ｂ全体における加工精度の劣る反射面３ａによって走査
スポットの劣化を受ける領域の割合が小さく、結果的に
走査スポットの劣化に対する影響を受け難いことにな
る。

【００５７】そこで、図１３（ｃ）に示すように、回転
多面鏡３の反射面３ａに照射される光ビームＬＢの面積
が大きく、精度が劣る範囲の拡大が走査スポット品質の
劣化に影響を与える感度が鈍い反射面３ａの端部（偏向
角θが＋４５°となる端部）の未使用範囲を、反対側
（偏向角θが−４５°となる端部）に比べ小さくするこ
とにより、回転多面鏡３の大型化を抑え、且つ走査スポ
ットの劣化を抑えることができる。

【００５８】実施例１ この実施例１では、反射面３ａの数が６面の回転多面鏡
３に直径３．３ｍｍ（ｋ＝２）の光ビームＬＢを入射角
ｗ＝−７５°で入射するように構成した。この場合、回
転多面鏡３の反射面３ａの両端の未使用部分をともに２
ｍｍとすると、幾何学的な計算により直径５２ｍｍ（回
転軸３ｂの移動量−２．６ｍｍ）が必要となる。これに
対し、光ビームＬＢが小さい反射面３ａの端部の未使用
部分を２ｍｍ、光ビームＬＢが大きい反射面３ａの端部
では０．３５ｍｍを未使用部分とすると、回転多面鏡３
の直径は４５．２ｍｍ（回転軸３ｂの移動量−１．４ｍ
ｍ）となる。この結果、回転多面鏡３の直径を約７ｍｍ
小さくできることがわかる。このときの反射面３ａの使
用状態が図１３（ｃ）である。

【００５９】以上の構成において、この実施例に係る光
ビーム偏向装置を適用したレーザプリンタでは、次のよ
うにして回転多面鏡が大型化するのを防止しつつ、しか
も光ビームのけられが発生することなく高画質の画像記
録が行えるようになっている。すなわち、上記光ビーム
偏向装置を適用したレーザプリンタでは、図３に示すよ
うに、回転多面鏡３がスキャナモータ９によって等角速
度でしかも高速で回転駆動され、この高速で回転駆動さ
れる回転多面鏡３の反射面３ａには、図２に示すよう
に、レーザー光源１から出射された光ビームＬＢが第１
の結像光学系２を介して照射される。そして、この回転
多面鏡３の反射面３ａに照射された光ビームＬＢは、当
該回転多面鏡３の反射面３ａによって反射されるととも
に、当該回転多面鏡３の回転に伴って偏向され、第２の
結像光学系４、５を介して被走査媒体６としての感光体
ドラム上に、主走査方向に沿って走査結像される。

【００６０】その際、上記回転多面鏡３の回転軸３ｂ
は、図１に示すように、入射光ビームＬＢと偏向角０°
のときの反射光ビームＬＢ’（Ｘ軸）とが成す角度ｗの
２等分線を延長した線分ｇｇ’に対して、当該線分ｇ
ｇ’に直交する方向であって光ビームＬＢが入射する側
に、−１．４ｍｍだけ移動されており、この回転多面鏡
３の反射面３ａには、光ビームＬＢが小さい反射面３ａ
の端部（偏向角θ＝−４５°の端部）の未使用部分を２
ｍｍ、光ビームＬＢが大きい反射面３ａの端部（偏向角
θ＝＋４５°の端部）では０．３５ｍｍを未使用部分と
するように設定されている。そのため、上記回転多面鏡
３としてプラスチック成形により製造したものを使用
し、回転多面鏡３のエッジ部分に加工精度の低い部分が
存在する場合でも、この加工精度の低い反射面３ａの端
部によって反射される光ビームＬＢのうち、光ビームの
けられの影響が大きい光ビームＬＢが小さい反射面３ａ
の端部（偏向角θ＝−４５°の端部）の未使用部分を２
ｍｍと大きく設定し、逆に、光ビームのけられの影響が
小さい光ビームＬＢが大きい反射面３ａの端部（偏向角
θ＝＋４５°の端部）の未使用部分を０．３５ｍｍと大
幅に小さく設定したので、回転多面鏡３の大型化を防止
しつつ、加工精度の低い反射面３ａの端部によって光ビ
ームＬＢが劣化するのを防止することができ、高画質の
維持が可能な光ビーム偏向装置を提供することができ
る。

【００６１】実施例２ この実施例２では、反射面３ａの数が６面の回転多面鏡
３に直径３．３ｍｍ（ｋ＝２）の光ビームＬＢを入射角
ｗ＝−９０°で入射するように構成した。この場合、回
転多面鏡３の反射面３ａの両端の未使用部分をともに２
ｍｍとすると、既に述べたように幾何学的な計算により
直径６０ｍｍの回転多面鏡で光ビームのけられが発生
し、不十分であり実用に耐えない。これに対し、光ビー
ムＬＢが小さい反射面３ａの端部の未使用部分を２ｍ
ｍ、光ビームＬＢが大きい反射面３ａの端部では未使用
部分を設けない（ｋ＝２の位置と反射面３ａの端部を合
わせる。但し、ｋ＞１の範囲は２ｍｍより大きい）とす
ると、回転多面鏡３の直径は４８ｍｍ（回転軸３ｂの移
動量−２．２ｍｍ）となり、実用に耐える回転多面鏡３
を得ることができる。このときの反射面３ａの使用状態
が図１３（ｄ）である。

【００６２】なお、上記実施例では、図１３において、
３ｃ側をｋ＝１の外側、３ｄ側をｋ＝２の外側としてい
るが、この数値に限定されるものではない。精度の変化
に敏感な反射面３ａ端の未使用部分の大きさが反対側に
対し大きくなっていれば適宜組み合わせを変え、同様の
効果を得ることができることは勿論である。また、未使
用範囲の大きさも実例に示した２ｍｍに限られるもので
はなく、他の値でも良いことは勿論である。

【００６３】次に、回転多面鏡３の反射面３ａの面数に
ついて説明する。図１４は反射面３ａが４面、内接半径
Ｒ＝２０ｍｍの回転多面鏡３に対し、入射角ｗ＝−９０
°でビーム径ＢＳｉ＝３．３ｍｍ（ｋ＝２）の光ビーム
ＬＢを入射したときのθ＝−４５°（図１４（ａ））、
θ＝＋４５（図１４（ｂ））における反射状態を示した
図である。反射面３ａの面数、入射角ｗ以外は、図１７
に示した６面の場合と同じものであるので、説明は省略
する。この図から、反射面３ａの数が４面の場合は、入
射角ｗ＝−９０°でも、回転多面鏡３の回転軸３ｂを移
動させずに光ビームの偏向が行えることがわかる。これ
は、回転多面鏡３の内接半径Ｒが同じ場合、反射面３ａ
の面数が少ないほうが反射面３ａを大きくすることがで
きることによるものである。しかし、反射面３ａの面数
を減らすと回転多面鏡３の一回転により走査できるライ
ン数が減り、印刷速度が低下するという難点がある。こ
の難点はスキャナモータ９の回転数を上げれば解決され
るが、反射面３ａの数が４面で６面の場合と同じ印刷速
度を得るには、回転多面鏡３の回転数を１．５倍に上げ
なければならない。しかし、ベアリングの寿命等から回
転多面鏡３の回転数には限界があり、必然的に４面の回
転多面鏡３を使用すると印刷速度は下げるよりほかな
く、６面のプラスチック製回転多面鏡３が使用できる本
発明が有効となる。

【００６４】なお、回転多面鏡３の反射面３ａの数につ
いては、例えば、６面のものが用いられるが、必ずしも
これに限定されるものではなく、他の数であっても良
い。

【００６５】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、反射面の端部に光学的に使用しない未使用部
分を設けたプラスチック製の回転多面鏡を使用したもの
でありながら、回転多面鏡の大型化を抑制し、高画質の
維持を可能とした光ビーム偏向装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る光ビーム偏向装置の一
実施例の要部を示す平面説明図である。

【図２】 図２はこの発明に係る光ビーム偏向装置の一
実施例を適用した走査光学系を示す斜視構成図である。

【図３】 図３はこの発明に係る光ビーム偏向装置の一
実施例の要部を示す斜視図である。

【図４】 図４は回転多面鏡を示す断面図である。

【図５】 図５は回転多面鏡による光ビームの反射状態
を示す説明図である。

【図６】 図６は回転多面鏡の入射光ビーム径と反射面
上の光ビーム径との関係を示すグラフである。

【図７】 図７は光ビームの偏向方向と反射面の中心か
ら反射点までの距離との関係を示すグラフである。

【図８】 図８は回転多面鏡の偏向角と反射面の中心か
ら反射点までの距離の差との関係を示すグラフである。

【図９】 図９は光ビームの入射角｜ｗ｜と反射面のマ
ージンとの関係を示すグラフである。

【図１０】 図１０（ａ）〜（ｃ）は回転多面鏡の反射
面における光ビームのけられの発生状態をそれぞれ示す
説明図である。

【図１１】 図１１（ａ）（ｂ）は回転多面鏡の反射面
における光ビームの反射状態をそれぞれ示す説明図であ
る。

【図１２】 図１２（ａ）（ｂ）は回転多面鏡の回転軸
の移動量と反射面のマージンとの関係をそれぞれ示すグ
ラフである。

【図１３】 図１３（ａ）〜（ｄ）は回転多面鏡の反射
面における光ビームの反射状態をそれぞれ示す説明図で
ある。

【図１４】 図１４（ａ）（ｂ）は回転多面鏡の反射面
における光ビームの反射状態をそれぞれ示す説明図であ
る。

【図１５】 図１５は従来の光ビーム偏向装置を適用し
たレーザープリンタを示す斜視構成図である。

【図１６】 図１６は従来の装置における回転多面鏡の
反射状態を示す説明図である。

【図１７】 図１７（ａ）（ｂ）は回転多面鏡の反射面
における光ビームの反射状態をそれぞれ示す説明図であ
る。

【図１８】 図１８は回転多面鏡の回転軸の移動状態を
示す説明図である。

【図１９】 図１９はプラスチック製の回転多面鏡を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ レーザー光源、ＬＢ 光ビーム、２ 第１の結像光
学系、３ 回転多面鏡、３ａ 回転多面鏡の反射面、３
ｂ 回転多面鏡の回転軸、３ｃ、３ｄ 反射面の未使用
部分、９ スキャナーモータ、θ 偏向角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータによって等角速度で回転駆動
   される回転多面鏡を備え、この回転多面鏡の反射面に光
   ビームを照射するとともに、当該回転多面鏡の反射面に
   照射される光ビームを、回転多面鏡の回転に伴って反射
   偏向する光ビーム偏向装置において、上記回転多面鏡と
   してプラスチック成形により形成されたものを用いると
   ともに、当該回転多面鏡の反射面の少なくとも一方の端
   部に、光ビームの反射偏向に使用しない未使用部分を設
   け、しかも当該反射面の未使用部分は、反射面に照射さ
   れる光ビームの大きさが大きくなる端部側を、常にもう
   一方の端部側に比べて小さくなるように設定したことを
   特徴とする光ビーム偏向装置。